three.js快速入门和实战

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原发布于个人github仓库:https://github.com/screetBloom/whatsImage

理解ThreeJs(包括如何实现这个基础的“地球”,扩展中..)

最下面添加了一个Xplan的实现
three.js快速入门和实战_第1张图片

1、下载three.js, 并在页面引用

如果你找不到合适的下载地址的话,可以看看这个CDN,Here,如果想要下载的话,拷贝CDN地址直接URL打开网页,复制原代码.
官网看这里;官网例子看这里。
有一点需要注意,three.js版本很多,同样的代码可能会产生差异的效果,也可能因为代码和js版本不一致而出不来效果。

2、概念

一个典型的Three.js程序至少要包括渲染器(Renderer)、场景(Scene)、照相机(Camera),以及我们在场景中创建的物体(Cube).

3.Do it(简单入门,以我自己为例)

前提是已经引入了three.js(可以通过全局变量Three可以访问到内部属性方法)
具体使用的时候,需要注意需要以下三点:引入three.js、声明充当容器的canvas、在JavaScript代码中定义一个init函数、加载init函数(init函数不需要一定在页面加载完立即执行,绑定按钮什么的都可以)

let us begin!

HTML中定义:





在JavaScript代码中定义一个init函数,声明在HTML加载完后执行(让DOM先加载):

function init() { 
   // ...  coding  here
}

一般创建的流程是在init函数里

整体需求如下:


 
 
     
     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(1).声明一个 渲染器,给个背景色

背景色可以理解为 幕布,这里设置为黑色

//定义  渲染器 renderer
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas: document.getElementById('mainCanvas') });

//背景色  黑色
renderer.setClearColor(0x000000);   

有一个地方需要注意:这里可以将WebGL渲染器替换为Canvas渲染器来达到更好的兼容性,但是它的精美度和性能不如WebGL渲染,并导致canvas以2D的方式渲染.

(2).定义场景

Scene可以理解为幕布里面的一整幕,就是用户看到的“世界”。接下来声明的camera、cube(物体) 都要加到这个“世界”里面去,随着camera的移动呈现给用户不同的画面。

//定义  场景scene
var scene = new THREE.Scene();
(3).设置照相机(眼睛所处的位置), 必须要添加到场景中

可以理解成我们眼睛所在的位置,它的位置决定了我们最终看到的是什么,而Scene决定幕布里有哪些东西。如果Camera位置不合理,即使Scene中有无数物体、相互之间有非常复杂的关系,我们看到的可能永远都是幕布(这里是一片漆黑)。

有一点需要特别注意,坐标系为笛卡尔右手坐标系,而不是我们数学书上的空间直角坐标系。但是,设置坐标时依然是按照x、y、z的顺序来的

另外照相机默认的观察方向是指向z轴负方向(就是朝向屏幕),这里采用的都是透视投影(近大远小),正交(远近一样)可以自己看一下;这里采用透视是为了观测3D效果。两者差异看demo

three.js快速入门和实战_第2张图片

设置照相机代码如下:

//设置照相机,视角为透视模型(角度,长宽比,最近距离,最远距离)
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, 4 / 3, 1, 1000);
//相机位置(x,y,z)
camera.position.set(0, 0, 5);
//添加到场景中
scene.add(camera);
(4).画出物体 , 添加到场景中

这里的CubeGeometry表示我要绘制的是立方体(所以给出了长宽高),MeshBasicMaterial表示“网格基础材质”的材料,通俗的可以理解为给这个立方体一种外在的“皮肤”。

多种渲染类型可供选择,详情查询官网Materials

 //创建一个 x、y、z方向为 1、2、3,颜色为 红色 的矩形
var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 2, 3),
new THREE.MeshBasicMaterial({
        color: 0xff0000
        })
);
scene.add(cube);
(5).渲染,需传入 场景和照相机
//渲染
renderer.render(scene, camera);

等学到后来的时候,可以事先设置 着色精度、背景色透明、最大灯光数等等

(6).完整demo代码



    
    理解基本的渲染器/场景/相机/物体
    
    
    








效果如图:
three.js快速入门和实战_第3张图片

(7).进一步理解camera(位置)
camera.position.set(0, 0, 5);

将position的z轴改为10

camera.position.set(0, 0, 10);

效果如图:
three.js快速入门和实战_第4张图片

为什么会看起来明显变小呢?
其实很简单 ,用的是透视镜头(PerspectiveCamera),近大远小,camera离物体的距离远了,物体自然看起来就小了。(X、Y轴同理)

three.js快速入门和实战_第5张图片

(7).进一步理解camera(角度)
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, 4 / 3, 1, 1000);
camera.position.set(0, 0, 5);

将角度大小改成60度

var camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, 4 / 3, 1, 1000);
camera.position.set(0, 0, 5);

效果如图:
three.js快速入门和实战_第6张图片

这次不如上次明显,但是还是变小了,这是为什么呢?
虽然正方体的实际大小并未改变,camera的位置也没变,但是将camera的竖直张角设置得更大时,视角变大了,因而正方体相对于整个视角的大小就变小了,看起来正方形就显得变小了。

three.js快速入门和实战_第7张图片

4.正式开始(从基本立方体和球入手)

如果说概念的话,最最基本的入门概念到这里就差不多了,接下来的贴图,旋转,动画,导入等等都是这个概念框架上的理解(我学的也不深)
但是我就到这里结束的话,你肯定会说,ntm,老子用个css3,一个幕布黑色,一个红色长方形,要你这么多代码吗?threejs就这点作用的话,有什么用?

其实,刚刚我们的代码就是一个长方体,还记得我们设置的长宽高吗,长方形怎么会有三维呢!
其实是因为camera就是我们的眼睛,我们被一个长方体的一个面给遮住了所有视野,它其实依然还是一个立方体,只是现在我们看不到而已,那么,我们就来看看这个立方体。

加上这句

//创建一个 x、y、z方向为 1、2、3,颜色为 红色
        var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 2, 3),
            new THREE.MeshBasicMaterial({
            color: 0xff0000,
            wireframe: true     //这里这句,要加
            })
        );
        scene.add(cube);

这句话的意思是说,只用把边的颜色涂一下就可以了,不要涂整个面.

three.js快速入门和实战_第8张图片

如果你有图形图像的基础的话,应该已经看出来了。因为在前面我们选的是透视投影的camera,所以这个就是长方体的透视图,只是不够明显而已。

那么现在我们再来好好看看,明确的让大家看出来它是一个长方体。

首先,给长方体进行多重的面切割(这样是为了在不对6个面进行涂色的情况下,好看出来它的轮廓)
由原本的定义长方体,加一句:

从原本的这样:

//创建一个 x、y、z方向为 1、2、3,颜色为 红色
        var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 2, 3),
            new THREE.MeshBasicMaterial({
            color: 0xff0000,
            wireframe: true     //这里这句,要加
            })
        );
        scene.add(cube);

变成这样:

 //创建一个 x、y、z方向为 1、2、3,颜色为 红色
        var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 2, 3,20,20,30),   
        //后面加上了 20,20,30,x轴的两面都切割20份,y轴的两面都切割20份,z轴的两面都切割成30份
            new THREE.MeshBasicMaterial({
                color: 0xff0000,
                wireframe: true
            })
        );
        scene.add(cube);

效果图:
three.js快速入门和实战_第9张图片

现在大致上可以看出来立方体的结构了,那我们现在再进一步,将立方体旋转过来看,直接验证是不是。
在定义相机这里,改变我们camera的位置,来达到旋转立方体的效果.

  //定义相机  camera
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, 4 / 3, 1, 1000);
camera.position.set(-2, -4, 5);
scene.add(camera);

但是单纯这样的话,你会发现现在整个立方体看不到了。因为我们位置移动了,camera移动走了,但是没有注视着立方体,相当于:

three.js快速入门和实战_第10张图片

变成了:

three.js快速入门和实战_第11张图片

自然就看不到了。所以加上这句:

camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

意思就是。眼睛虽然移动了,但是还要看着原点,也就是物体绘制的地方。
效果如下:

three.js快速入门和实战_第12张图片

全部代码如下:




    
    理解基本的渲染器/场景/相机/物体
    











球(为开始的那个旋转的地球做准备)

其实和立方体没有什么区别,都是调用three.js,告诉这个库我要绘制一个球体.

绘制长方体是这样的:

  //创建一个 x、y、z方向为 1、2、3,颜色为 红色
var cube = new THREE.Mesh(new THREE.CubeGeometry(1, 2, 3),
    new THREE.MeshBasicMaterial({
        color: 0xff0000,
        wireframe: true
        })
);
scene.add(cube);

绘制球体其实就是这样的:

//添加球体 ,  红色   这里的三个参数是(半径、经度上的切片数,纬度上的切片数)。经纬度数据越大圆越是精细(共7个参数)
var cube = new THREE.Mesh(
    new THREE.SphereGeometry(3, 18, 12),
        new THREE.MeshBasicMaterial({
            color: 0xff0000,
            wireframe: true
        })
);
scene.add(cube);

效果图:

three.js快速入门和实战_第13张图片

5.加点特效rotation(其他的,像位置和缩放的特效后续一直会写)

我们这里的特效,目前就指旋转,思路也很简单,每间隔一段时间,让这个球体按y轴(x、z轴也都可以)旋转一点,然后每隔一段时间重新渲染(不能渲染的太慢).

旋转函数也很简单:

function draw() {
        cube.rotation.y = (cube.rotation.y + 0.01) % (Math.PI * 2);
        renderer.render(scene, camera);
    }

渲染写好了,就缺一个时间间隔了.这里用setInterval,主要是写demo的时候好控制时间看看具体的运行情况,
效果如图:

three.js快速入门和实战_第14张图片

接下来其实就是渲染图片了。
原图如图:
three.js快速入门和实战_第15张图片

渲染(贴图)其实就是一句代码:

 //添加物体 ,正方体  用图片图片进行渲染
cube = new THREE.Mesh(
    new THREE.SphereGeometry(3, 20, 30),
        new THREE.MeshBasicMaterial({
                //用这个图片来渲染物体
                map:THREE.ImageUtils.loadTexture('../../img/map.jpg'),
        })
);
scene.add(cube);

全部代码如下:




    
    旋转_球体
    







PS. 如果你需要渲染的图片素材的话,点这里

6.铺设场景(多物体的相互关系)

有空进一步拓展 ,最终可能会演变成一个宇宙

先贴出这部分的源代码:




    
    three.js进行场景布置
    






Aframe试玩(基于720yun)

http://720yun.com/t/767jzzkurn4

three.js快速入门和实战_第16张图片

Xpaln的实现

http://7xl4c6.com1.z0.glb.clouddn.com/FgOz6YOkVlaF8AiNNqpMml-fNmX0

three.js快速入门和实战_第17张图片

Xplan基本是抄"jackyang"实现的(人家提供思路,自己实现还是需要花点时间的)

结尾

除了自己设计模型,具体到项目还需要设计人员制作复杂3d模型,我们导入到Three程序中,这部分可以自己搜索,这里只做简单的入门介绍。
个人实现的时候可以自己搜索Three.js框架(Aframe、krpano等)。感兴趣又不想花太多时间的同学可以搜一下“720yun”

这里只是简要介绍我所了解的一部分,大家详情可以关注 Ovilia(张雯莉)的github:https://github.com/Ovilia/Thr... ,包括本次分享最开始的概念部分有些也是使用她的demo改的(私信征求过同意)。

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